中國串聯太陽能電池技術突破 光電轉化效率達25.7% 開啟清潔能源新時代

近日，中國在太陽能電池技術領域取得重大突破，串聯太陽能電池的光電轉化效率達到25.7%，這一成就由中國科學院研究團隊與德國波茨坦大學科學家共同開發，並發表於國際頂尖期刊《自然》。這項技術不僅提升了太陽能電池的效率，更為全球清潔能源的應用開辟了新的可能性。

技術突破：結合過氧化物與有機吸收劑

研究團隊將過氧化物太陽能電池與新型有機吸收劑結合，創造出一種新型串聯太陽能電池結構。這種設計不僅提高了光電轉化效率，還改善了電池的性能和穩定性。特別值得一提的是，團隊成功實現了1.36V的開路電壓，這對提升鈣鈦礦/有機疊層太陽能電池的效率至關重要。

過氧化物太陽能電池利用鈣鈦礦材料作為吸收層，具有製造成本低、可調整帶隙等優勢；而有機吸收劑則具有良好的光吸收能力和靈活性。兩者的結合使得串聯太陽能電池能夠更高效地吸收不同波長的光，從而大幅提升整體效率。

國際合作：中德科研團隊攜手攻關

這項突破性成果的背後，是中國科學院與波茨坦大學的緊密合作。中國科學院的孟雷教授和李永芳教授在鈣鈦礦與有機太陽能電池領域具有豐富的研究經驗，而波茨坦大學的Felix Lang博士則專注於新型光伏材料的開發。雙方共同克服了材料結合與缺陷控制等技術難題，最終實現了這一創紀錄的效率。

Felix Lang博士表示：「只有將兩項重大突破結合起來，才有可能實現這一創紀錄的25.7%的效率。」這一合作不僅展示了國際科研協作的力量，也為未來更多跨國合作提供了範本。

商業化前景：市場潛力巨大

這項技術的突破為串聯太陽能電池的商業化鋪平了道路。根據市場研究，全球太陽能市場預計到2030年將達到約3000億美元的規模。串聯太陽能電池因其高效率、低成本的特性，有望在多個領域得到廣泛應用，包括便攜式能源、建築光伏一體化、交通工具及可穿戴設備等。

此外，由於鈣鈦礦材料的低製造成本和簡化生產流程，串聯太陽能電池的生產成本預計將低於傳統矽基太陽能電池。這使得其在未來大規模應用中更具競爭力，並有助於推動全球能源轉型。

環境與社會效益：助力全球氣候目標

這項技術的突破對環境和社會也將產生深遠影響。首先，高效率的太陽能電池能夠減少對化石燃料的依賴，從而降低碳排放。其次，隨著技術的商業化，預計將創造大量就業機會，並促進相關產業的發展。

更重要的是，這項技術有助於各國實現《巴黎協定》中的減排目標，加速全球向低碳經濟轉型。中國政府近年來大力支持清潔能源發展，並設定了2030年碳排放達峰、2060年實現碳中和的目標。串聯太陽能電池技術的突破，正是中國能源戰略的重要一環。

未來挑戰與研究方向

儘管這項技術取得了顯著進展，但在商業化過程中仍面臨一些挑戰，包括電池的穩定性、大規模生產的可行性以及材料缺陷的控制等。未來的研究將集中在進一步提升效率、降低生產成本以及擴大應用範圍等方面，以推動這項技術的商業化進程。

結論

中國在串聯太陽能電池技術上的突破，不僅提升了光電轉化效率，也為全球清潔能源的發展提供了新的解決方案。隨著技術的不斷成熟和商業化步伐的加快，這項技術有望在多個領域發揮重要作用，推動全球向可再生能源轉型，為實現可持續發展目標貢獻力量。